Биотический потенциал насекомых

Предположим, что самка данного вида откладывает в среднем 200 яиц (плодовитость F равна 200) и смертность на протяжении всего развития равна нулю. Если соотношение полов в потомстве, как чаще всего бывает 1:1 (доля самок q= 0,5), то это означает, что в первом поколении будетFq т.е. 200 0,5 = 100 самок. Каждая из этих самок в следующем поколении даст жизнь еще сотне самок, в результате чего во втором поколении будет 10000 самок. Очевидно, что вn–ном поколении число самок может быть рассчитано по следующей формуле:

Если же исходно мы имеем не одну самку, а N самок, то через nпоколений их будет:

(1)

Очевидно, что при таких условиях численность популяции будет круто возрастать по экспоненте (степенной функции). Смена поколений все же занимает некоторое время. Тогда скорость изменения численности при большом количестве поколений или их быстрой смене можно представить как результат деления прироста численности на интервал времени(абсолютная скорость роста популяции), или из расчета на исходное число особей-

При последовательном уменьшении интервала времени (0) мы получаем мгновенную скорость роста популяции –r (биотический потенциал):

(2)

Возвращаясь к формуле роста популяции (1), мы можем теперь ее написать следующим образом:

(3)

где – численность популяции через времяt, N– исходная численность популяции, е – основание натуральных логарифмов,r– биотический потенциал,t– интервал времени. График этой экспоненциальной (показательной) функции представлен на рис.27. Если логарифмировать формулу 3, получим следующее выражение:

(4)

График этой функции – прямая линия. Биотический потенциал на этом графике может быть представлен как тангенс угла наклона графика к оси абсцисс. Очевидно, что биотический потенциал – не чисто умозрительная категория. Зная численность популяции Nв момент времениt, и последующую численность Nв моментt, можно определить биотический потенциал по формуле:

(5)

В начале мы приняли, что смертность насекомых в течение развития равна нулю. При такой ситуации биотический потенциал будет максимально возможным в данных условиях. В природе же это условие практически никогда не выполняется и определяемый биотический потенциал будет определяться разностью между плодовитостью и смертностью. Благодаря стремлению размножаться, насекомые могли бы увеличивать свою численность беспредельно, если бы не тормозящие рост популяции факторы, снижающие плодовитость или приводящие часть насекомых к гибели. Такое сопротивление средыможно определить как разность между максимально возможным и реально наблюдаемым биотическим потенциалом.

Насекомые, будучи мелкими существами отличаются исключительно высоким биотическим потенциалом. Среди них зарегистрированы величины этого потенциала 0,5–0,8 (недельный прирост популяции), а у тлей – даже 0,3 в сутки. Наиболее высокий среди позвоночных животных потенциал отмечен также у самых мелких форм – грызунов. Однако недельный потенциал у этих животных не превышает 0,1.

Естественно, что у насекомых r–стратегов биотический потенциал всегда выше, чем у К–стратегов, которые приспособлены к существованию в пределах узкой экологической ниши. При высоком биотическом потенциале К–стратеги разрушили бы необходимый для их существования биоценоз.

Подчеркнем, что высокое значение биотического потенциала означает возможность возникновения резких вспышек численности, опасных для хозяйственной деятельности человека. Кроме того, способность быстро увеличивать свою численность является основой для использования насекомых как источника животного белка. Скорость наращивания биомассы у насекомых гораздо выше, чем у каких–либо других животных, за исключением, пожалуй, ракообразных. Насекомые могут быть белковой основой для корма домашней птицы, для рыб и, в какой–то мере, для скота. Добавим, что в странах Юго-Восточной Азии насекомые являются обычной пищей человека. Поэтому разведение насекомых для кормов, а может быть, и пищи является одной из перспектив обеспечить жизнь быстро растущего человечества.

Рис.27. Рост численности популяции без ограничивающих воздействий. Показан рост численности одной и той же гипотетической популяции в арифметическом (слева) и логарифмическом (справа) масштабе (по Ю.Одуму, 1986)